Мұнай өңдеу мен мұнай химиясы процесстерінің дамуы


КІРІСПЕ
Мұнай өңдеу мен мұнай химиясы процесстерінің дамуы.
Жобаланатын процестің дамуы.
1. Технологиялық бөлім.
1.1. Таңдап алынған жүйедегі процесстің қолданылуы
1.2. Процесстің технологиялық негіздері
1.3. Аппараттың жұмыс істеу принципі. Технологиялық тәртіп көрсеткіштері.
1.4. Аппараттың тиімділігін арттыру шаралары
1.5. Аппаратты автоматтандыру және процесстің параметрлерін автоматты басқару шаралары
2. Есептеу бөлімі
2.1. Материалдық баланс
2.2. Жылу балансы
2.3. Аппараттың негізгі конструктивтік өлшемдерін анықтау
3. Техника қауіпсіздігі және техникалық қауіпсіздік шаралары
3.1. Аппаратты қолданудағы техника қауіпсіздігі
3.2. Қоршаған ортаны қорғау
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер
Адамзат өз өмірінде механикалық жұмыс жасауға арналған қондырғыларды – қозғалтқыштарды қашаннан пайдаланып келеді. Олар энергияның қандай түрін механикалық энергияға айналдыратынына байланысты жылу, механикалық, электр қозғалтқыштары болып бөлінеді. Жылу қозғалтқыштары кең қолданыс тапты. Жылу қозғалтқыштары деп отынның ішкі энергиясын механикалық энергияға айналдыратын қозғалтқыштарды айтады. Жылу қозғалтқыштарының конструкциялары әрқилы, бірақ олардың барлығына да тән бір қасиет бар, ол циклдік процесс, соның нәтижесінде жұмыстық дене бастапқы қалпына қайтып оралады. Демек, жылу қозғалтқыштары дөңгелек цикл бойынша жұмыс атқарады. Дөңгелек цикл деп термодинамикалық жүйенің бірқатар аралық күйлерді өтіп, бастапқы күйге қайтып оралатын процесі аталады. Дөңгелек процестерде басты рөлді олардың өту бағыты атқарады, себебі термодинамикалық жүйенің өзгерісі екі бағытта өтеді (температураның артуы және төмендеуі, сығылуы және ұлғаюы).
Циклдік процестер қайтымды және қайтымсыз болып екіге бөлінеді. Қайтымды деп газдың 2 күйден 1 күйге өткенде оның 1-күйден 2-күйге өткен кездегі аралық нүктелерін басып өтетін процесс аталады. Қайтымсыз процестерде бұл жоқ. Демек, қайтымды процесс дегеніміз — жүйені бастапқы күйге қоршаған ортада ешқандай өзгеріс тудырмай алып келуге мүмкіндік беретін процесс болып табылады. Қайтымды процестерге вакуумдегі абсолют серпімді шардың абсолют серпімді плитаға түсуін, маятниктің тербелісін жатқызуға болады. Үйкеліс болатын кез келген процесс — қайтымсыз, себебі үйкеліс кезінде механикалық жұмыстың бір бөлігі жылуға айналады. Осыдан кез келген реалды процестің қайтымсыздығы шығады. Қыздырылған денеден салқынырақ денеге жылу берілу арқылы өтетін барлық процестер қайтымсыз. Газдың ұлғаюы қайтымсыз процесс, себебі газ өздігінен сығыла алмайды. Әр түрлі
1. Ізденіс 2009ж
2. Стрелов К.К.; Кащеев И.Д. Теоретические основы технологии огнеупорных материалов. Издание 2-е - М.: Металлургия, 1996-607с.
3. Охотин А.С., Боровикова Р.П. и др. Теплопроводность твердых тел: Справочник (Под ред. Охотина А.С. - М.:Энергоатомиздат, 1984-320с.)
4. Займан Дж. Электроны и фононы. Теория является переноса в твердых телах - М.- Л., 1962-418с.
5. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. - М.: Мир, 1974 - 486с.
6. Гладков С.О. Физика пористых структур - М.: Наука, 1997 - 175с.
Апрель 2004 года

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі:  Курстық жұмыс
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 36 бет
Таңдаулыға:   
Бұл жұмыстың бағасы: 900 теңге
Кепілдік барма?

бот арқылы тегін алу, ауыстыру

Қандай қате таптыңыз?

Рақмет!






МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ
Мұнай өңдеу мен мұнай химиясы процесстерінің дамуы.
Жобаланатын процестің дамуы.
1. Технологиялық бөлім.
1.1. Таңдап алынған жүйедегі процесстің қолданылуы
1.2. Процесстің технологиялық негіздері
1.3. Аппараттың жұмыс істеу принципі. Технологиялық тәртіп көрсеткіштері.
1.4. Аппараттың тиімділігін арттыру шаралары
1.5. Аппаратты автоматтандыру және процесстің параметрлерін автоматты басқару шаралары
2. Есептеу бөлімі
2.1. Материалдық баланс
2.2. Жылу балансы
2.3. Аппараттың негізгі конструктивтік өлшемдерін анықтау
3. Техника қауіпсіздігі және техникалық қауіпсіздік шаралары
3.1. Аппаратты қолданудағы техника қауіпсіздігі
3.2. Қоршаған ортаны қорғау
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер

КІРІСПЕ

Адамзат өз өмірінде механикалық жұмыс жасауға арналған қондырғыларды - қозғалтқыштарды қашаннан пайдаланып келеді. Олар энергияның қандай түрін механикалық энергияға айналдыратынына байланысты жылу, механикалық, электр қозғалтқыштары болып бөлінеді. Жылу қозғалтқыштары кең қолданыс тапты. Жылу қозғалтқыштары деп отынның ішкі энергиясын механикалық энергияға айналдыратын қозғалтқыштарды айтады. Жылу қозғалтқыштарының конструкциялары әрқилы, бірақ олардың барлығына да тән бір қасиет бар, ол циклдік процесс, соның нәтижесінде жұмыстық дене бастапқы қалпына қайтып оралады. Демек, жылу қозғалтқыштары дөңгелек цикл бойынша жұмыс атқарады. Дөңгелек цикл деп термодинамикалық жүйенің бірқатар аралық күйлерді өтіп, бастапқы күйге қайтып оралатын процесі аталады. Дөңгелек процестерде басты рөлді олардың өту бағыты атқарады, себебі термодинамикалық жүйенің өзгерісі екі бағытта өтеді (температураның артуы және төмендеуі, сығылуы және ұлғаюы).
Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 3

Циклдік процестер қайтымды және қайтымсыз болып екіге бөлінеді. Қайтымды деп газдың 2 күйден 1 күйге өткенде оның 1-күйден 2-күйге өткен кездегі аралық нүктелерін басып өтетін процесс аталады. Қайтымсыз процестерде бұл жоқ. Демек, қайтымды процесс дегеніміз -- жүйені бастапқы күйге қоршаған ортада ешқандай өзгеріс тудырмай алып келуге мүмкіндік беретін процесс болып табылады. Қайтымды процестерге вакуумдегі абсолют серпімді шардың абсолют серпімді плитаға түсуін, маятниктің тербелісін жатқызуға болады. Үйкеліс болатын кез келген процесс -- қайтымсыз, себебі үйкеліс кезінде механикалық жұмыстың бір бөлігі жылуға айналады. Осыдан кез келген реалды процестің қайтымсыздығы шығады. Қыздырылған денеден салқынырақ денеге жылу берілу арқылы өтетін барлық процестер қайтымсыз. Газдың ұлғаюы қайтымсыз процесс, себебі газ өздігінен сығыла алмайды. Әр түрлі
процестердің қайтымдылық дәрежесі түрліше болады және оның практика үшін маңызы зор.
Материалдың жоғарғы қуысты құрылымы, олардың капиллярлы гигроскоптық ылғалдануына себебкер болады да, негізгі қасиеттерін нашарлатады: жылуөткізгіштігін, беріктігін, аязға және биологиялық шыдамдылығын.
Ылғалдылық материалдың ылғалдану дәрежесін көрсетеді. Материалдың ылғалдануын оның массасынан немесе көлемінен процентпен есептейді. Барлық жылудоғарғыш материалдар өте жоғарғы қуыстылығының салдарынан, олар маңызды сапа көрсеткіші болатын аз жылуөткізгіштік коэффициентке ие.
Жылуөткізгіштік коэффициентінің шамасы дегеніміз материалдың 1м2 бетінен, оның 1 м қалындығы кезінде бір сағат ішінде өтетін және материалдың қарама-қарсы бетіндегі температура айырмашылығы 10С жеткізетін жылу мөлшері болып табылады.
Әр түрлі физикалық денелердің жылуөткізгіш коэффициенті бірдей емес, ең аз мағыналысы тыныштық жағдайда тұрған ауада, яғни 200С температурадағы қозғалыссыз тұрған ауада - 0,029 ккалм, час. град. Айтылған коэффициенттің мағынасы заттың химиялық құрамына, молекулярлы құрылымына, температуралық пайдалану жағдайына байланысты. Бірақта бірінші кезекте материалдың қуыстылығына, тығыздығына және қоршаған ортаның ылғалдылығына байланысты.
Үлгілердің жиынтығын - тығыз бетон, газобетон, газосиликат, минералды мақта, ағаш-жанқалы плита және басқалар, сондай-ақ оқулықты, ГОСТ-ы пайдалана отырып төменгі кестеде көрсетілген материалдарды сипаттамалаңыз: орташа тығыздығын, қуыстылығын, кебу және ылғалданған күйіндегі жылуөткізгіштік коэффициентін және осы факторлардың жылуөткізгіштік коэффициентіне байланыстығын анықтаңыз. Ол үшін материалдарды 30 минут бойына ылғалдандыру керек. Көрсетілген материалдардың жылуөткізгіштік коэффициентін Н.А.Некрасовтың
формуласы бойынша есептеңіз:
Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 4

1-кесте
Қс
Материалдың аттары
Шикі
зат
Қолданыла
тын жерлері
Пайдала-натын температурасы
Қасиеттері

Орташа тығыз-дығы кгм3
Қуыстылығы %
Жылу өткізгіштігі
1
2
3
4
5
6
7
8
Газобетон
Газосиликат
Ұялы пластмасса
Ауыр бетон
Кірпіш
Минералды мақта
Ағаш жанқалы плита
Көбікті шыны

Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 5

1. Технологиялық бөлім.
1.1. Таңдап алынған жүйедегі процесстің қолданылуы
Құбырдағы құбыр түріндегі жылу алмастырғыш аппараты.
Төменде берілген мәліметтер бойынша мұнайды дизельдік отынның дистиляты мен жылытуға арналған Құбырдағы құбыр түріндегі жылу алмастырғыш аппараттарының жылу алмастыру бетінің ауданы және жылу алмастырғыш аппараттарының санын есептеп шығару:
А) дизельдік отынның дистилляты: саны G1 =16000 кгч; қатысты тығыздығы ρ293277 =0,835; кинематикалық жабысқақтық қасындағы 293 К ν293=1,05·10-6м2с, қасындағы 323 К ν323=1·10-6м2с; бастапқы температура - T1`=538 К
Б) мұнай: саны G2= 80000 кгч; қатысты тығыздығы ρ293277 =0,860; кинематикалық жабысқақтық - қасындағы 293 К ν293=2·10-6 м2с,
қасындағы 323 К ν323=1,7·10-6 м2с; бастапқы температура - T2`=393 К.
Жылу алмастырғыштың есептеу жүйелілігі:
Ақырғы температураны жылуалмастыру ортасының бір ағынынан таңдайды. Ол қабылданған болуы керек, егер жылу алмастырғышта биіктігі орташа температуралық қысым.
Жылу балансының теңдігінен жылу алмастырғыштың энтальпиялық ағынын анықтайды, ақырғы температурасы белгісіз болғанда. Энтальпия арқылы сол ағынның ақырғы температурасын табады.
Жылу алмастырғыштардың физикалық параметрін былай анықтайды: жылу өткізгіштік коэффициенті, жылу сыйымдылығын, тығыздығын кинематикалық жабысқақтығын олардың жылу алмастырғыштағы орташа температурасымен.
Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 6

Жылу бергіштік коэффициентін жылу тасығыш жағынан анықтайды, себебі құбыр жылу алмастырғыштың ішінен өтеді.
Мына жылу тасушы жылдамдық және Рейнольдса белгісі мөлшерін алдын ала есептейді. Жылу тасушы жағынан жылу беру коэффициентін содан соң айналма қима кеңістігінде құбыр аралықта өтетінді тауып алады.
Үнемді энергия жағуына жүргеннің және отындар табиғи қорлардың сақтау сферасында келеді және зиянды заттардың бөліс негізгі және аса маңызды талаппен, тауып алғанмен өз тойтарыс ғимараттардың жылуды шығармауымен алдын ала жазып қоюда лайықтымен.
Сонымен қатарға шығындардың азаюымен жылу шығын төмендеуі сонымен қатар жылу жеткізу жанында соңғы роль ойнайды, желдетумен жылу осымен орайлас. Энергия жететін үнемділігі басқа, еске алуға ереді және регенерация басқа артықшылықтарының қатары жылу. Артықшылықтың регенерация құруларының қолдануы жылу жанында.

Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 7

1.2. Процесстің технологиялық негіздері
Регенерация жүйелерінің жобалауы жанында жылу кісі тұратын ғимаратта желдету сорылатын принціпті пайдалануымен өзін таныстырады. Жылулық тапсыру процесі факторлардың жиынынан өте қосылған және тәуелді болады, білім қайсылардың және басқару нәтижелі жылуды шығармайтын материалдар және қызмет әр түрлі шарттарына арналған конструкция жасау технологтерге және конструкторларға рұқсат етіледі.
Ауамен дистиллят салқындауға арналған горизонтальдық мұздатқыш есептеу келесі негізгілерде Тап осылардың: салқындатылытын керосин сан, керосин салыстырмалы тығыздық, керосиннің бастапқы температурасы, керосиннің ақырғы температурасы, ауаның бастапқы температурасы, ауаның ақырғы температурасы. Мұнай өңдейтін өнеркәсіпте барлық үлкен тарату әртүрлі технологиялық селдердің мұздатқыштары әуедегі мұздатқыштар және конденсаторларды алады.
Жылу қозғалтқыштары
Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 8

Адамзат өз өмірінде механикалық жұмыс жасауға арналған қондырғыларды - қозғалтқыштарды қашаннан пайдаланып келеді. Олар энергияның қандай түрін механикалық энергияға айналдыратынына байланысты жылу, механикалық, электр қозғалтқыштары болып бөлінеді. Жылу қозғалтқыштары кең қолданыс тапты. Жылу қозғалтқыштары деп отынның ішкі энергиясын механикалық энергияға айналдыратын қозғалтқыштарды айтады. Жылу қозғалтқыштарының конструкциялары әрқилы, бірақ олардың барлығына да тән бір қасиет бар, ол циклдік процесс, соның нәтижесінде жұмыстық дене бастапқы қалпына қайтып оралады. Демек, жылу қозғалтқыштары дөңгелек цикл бойынша жұмыс атқарады. Дөңгелек цикл деп термодинамикалық жүйенің бірқатар аралық күйлерді өтіп, бастапқы күйге қайтып оралатын процесі аталады. Дөңгелек процестерде басты рөлді олардың өту бағыты атқарады, себебі термодинамикалық жүйенің өзгерісі екі бағытта өтеді (температураның артуы және төмендеуі, сығылуы және ұлғаюы).
Циклдік процестер қайтымды және қайтымсыз болып екіге бөлінеді. Қайтымды деп газдың 2 күйден 1 күйге өткенде оның 1-күйден 2-күйге өткен кездегі аралық нүктелерін басып өтетін процесс аталады. Қайтымсыз процестерде бұл жоқ. Демек, қайтымды процесс дегеніміз -- жүйені бастапқы күйге қоршаған ортада ешқандай өзгеріс тудырмай алып келуге мүмкіндік беретін процесс болып табылады. Қайтымды процестерге вакуумдегі абсолют серпімді шардың абсолют серпімді плитаға түсуін, маятниктің тербелісін жатқызуға болады. Үйкеліс болатын кез келген процесс -- қайтымсыз, себебі үйкеліс кезінде механикалық жұмыстың бір бөлігі жылуға айналады. Осыдан кез келген реалды процестің қайтымсыздығы шығады. Қыздырылған денеден салқынырақ денеге жылу берілу арқылы өтетін барлық процестер қайтымсыз. Газдың ұлғаюы қайтымсыз процесс, себебі газ өздігінен сығыла алмайды. Әр түрлі процестердің қайтымдылық дәрежесі түрліше болады және оның практика үшін маңызы зор.
5.7-суретте өрнектелген дөңгелек процесті қарастырайық. Q1 жылу мөлшерін алу нәтижесінде газ А күйден В күйге өтеді. Газ АСВ бойымен ұлғаяды. Содан кейін газды ВDА бойымен сығады. Жылу мөлшері Q1 О1, яғни оң, себебі жүйе (газ) жылуды алады.
Жүйенің А күйде UA-ға, ал В күйде Uв-ға тең ішкі энергиясы бар. Жүйенің АСВ бойымен ұлғаю процесі үшін термодинамиканың бірінші заңын қолданайық: Q1 = Uв - UA + А1, А1 0 (5.7, а-сурет), себебі жүйенің өзі жұмыс атқарады. ВDА бойымен сығылу процесі үшін термодинамиканың бірінші заңы - Q2= UА - Uв - A2 түрде жазылады. А2 0, себебі жұмыс сыртқы денемен (сыртқы күш жұмысы) атқарылады. Осы екі теңдеуді қоссақ, онда
мұндағы А -- циклдің жұмысы, ол АСВОА тұзағының ауданына тең.
Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 9

Қыздырғыштан Q1 жылу мөлшерін алып және Q2 мөлшерін жоғалту кезінде атқарылатын жұмыстың дөңгелек процесін тура цикл деп атайды.
1.3. Аппараттың жұмыс істеу принципі. Технологиялық тәртіп көрсеткіштері.
Тура циклде газ жоғары температура кезінде ұлғаяды да, ал төменгі температурада сығылады. Барлық жылу машиналары тура циклдерде жұмыс атқарады. Мұндай циклдің ПӘК-і

Бұл -- жылу машинасының термиялық (немесе термодинамикалық) ПӘК-і, η 1 болады. Кез келген жылу машинасының қыздырғышы, жұмыстық денесі және салқындатқышы болуы тиіс. Қыздырғыш жұмыстық денеге қайсыбір Q1 жылу мөлшерін береді, бұл оньщ ішкі энергиясын арттырады. Жұмыстық дене ішкі энергия есебінен жұмыс атқарады. Жұмыстық дене бастапқы күйге қайтып оралу үшін одан қайсыбір жылу мөлшерін Q2 алу керек. Өйтпесе газ қызып, сығылу процесінен кейін температурасы бастапқыдан артық болады. Міне, осы үшін оны тоңазытқышпен жанастырады. Салқындатқыш деп жұмыстық дененің сығылуы кезінде жылу беретін дене аталады. Салқындатқышты басқаша тоңазытқыш деп атайды.
Барлық тоңазытқыш техникалардың жұмысы негізделген кері циклді қарастырайық. Бұл жағдайда газ төменгі температура кезінде ұлғаяды да, ал жоғары температура кезінде сығылады.
Сонда ұлғаю процесі үшін термодинамиканың бірінші заңы, яғни АСВ бойымен ұлғаю үшін Q1 = UB - UA + A1 болып жазылады.
Ал сығылу процесі үшін (ВDА бойымен) термодинамиканың бірінші заңы былай жазылады:
Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 10

Q2 = UА - Uв - А2. Осы екі теңдеуді қоссақ, Q1 - Q2 = А1 - А2, = - А 0 аламыз. Q1 - Q2 0, яғни Q1 Q2. Сонымен жүйе жылуды көп беріп, аз алады. Мұндай машиналар тоңазытқыштар деп аталады. Тоңазытқыш машиналарда жылу салқынырақ денеден алынып, ыстық денеге беріледі. Бұл жерде жылудың өз бетінше берілмейтінін ескеру керек, жылу жұмыс атқару

арқылы ғана беріледі, яғни тоңазытқыш машина үшін Q1 + А = Q2.
Тоңазытқыш машина жылу сорғыш тәрізді жұмыс істейді. Ол денеден жылуды сорып алады. Тоңазытқыш машинаның мақсаты қандай да бір резервуарды суытып, алған жылуды қоршаған ортаға беру болып табылады. Жылу насосының жұмысы қоршаған ортадан жылу алып, резервуарды қыздыру.

Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 11

1.4. Аппараттың тиімділігін арттыру шаралары
Сади Карноның идеал жылу машинасы. XIX ғасырдан бастап Жер бетінде жылу машиналары қаптап кетті. Бірақ бұл машиналардың ПӘК-і өте төмен болды. Бу машиналарында ПӘК-і бар болғаны 8 -- 9%, ал алғашқы іштен жанатын поршеньді қозғалтқыштардыкі 12 -- 20%. Жылу машиналарының ПӘК-ін қалай көтеруге болады деген мәселе туды. Бұл мәселені шешуде француз физигі Сади Карно көп еңбек етті. Ол өзінің зерттеулерінің нәтижесін 1824 ж. "Оттың қозғаушы күші және осы күшті пайдалана алатын машиналар туралы ойлар" деген еңбегінде жария етті. С. Карно максимал мүмкін ПӘК-і бар идеал машина жасамақ болды (теориялық жолмен). Оның идеал жылу машинасы идеал газбен және ешқандай шығынсыз жұмыс істейтін еді. Мұндай теориялық машина жұмыс істейтін цикл Карно циклі деп аталды. Ол екі изотермадан және екі адиабатадан тұратын тұйықталған және төмендегідей тәртіппен өтетін процесс еді. Түбі жылуды жақсы өткізетін цилиндрдің ішіндегі поршень астындағы газ температурасы T1 болатын қыздырғыштан жылу алады. Изотермалық түрде ұлғая отырып, газ А12 жұмыс атқарады. Осыдан кейін цилиндр түгелдей жылулық оқшауланады да, газ адиабаталы ұлғая отырып, А23 жұмыс атқарады. Осы кезде газдың температурасы T 2-ге дейін түседі, себебі бұл жолы жұмыс газдың ішкі энергиясы есебінен жүреді. Енді жылу оқшаулағышты алып тастайды да, газды тоңазытқышқа жанастырып, изотермалық түрде сығып, газ температурасы өзгермеу үшін одан ( жылуды алып, оны тоңазытқышқа береді. Газ сығыла отырып А34 теріс жұмыс жасайды. Соңында тағы да цилиндрдің түбін жылу оқшаулап, газды
Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 12

адиабаталы түрде сығады да (бұл кезде А41 теріс жұмыс жасалады, оны бастапқы температурасы Т1 күйге әкеледі. Карно циклі рV координаталарында 5.10-суреттегідей көрсетілген. Суретте адиабаталар изотермаларға қарағанда тіктеу келеді, себебі онда температуралар өзгереді. Есеп жүргізе келіп С. Карно идеал жылу машинасының ПӘК-ін есептейтін формуласын алды.
1.5. Аппаратты автоматтандыру және процесстің параметрлерін автоматты басқару шаралары
V2
V1

Идеал газдың бір молімен өтетін Карно цикліндегі процестерді сипаттайық. 1.1 -- 2-бөліктегі изотермалық ұлғаю: Q1= А12 = RT1Ln ,
мұндағы Ln белгісі натурал логарифм дегенді білдіреді, яғни е ≈ 2,72 негізі бойынша алынған логарифм. Бұл процесте газ берілетін жылудың есебінен жұмыс атқарады, ал ішкі энергия өзгермейді.
2. 2 -- 3-бөлікте адиабаталық ұлғаю жылу алмасусыз өтеді, соңдықтан газ ұлғаю кезіндегі жұмысы А23 = сv(Т2 - Т1), мұндағы сv -- тұрақты көлемдегі жылусыйымдылық.
3. 3 -- 4-бөліктегі изотермалық сығылу:
4. 4 -- 1 бөліктегі жылу алмасусыз өтетін адиабаталық сығылу, сондықтан А41 = сv(Т1 - Т2) = -сv(Т2 - Т1 ).
Бір Карно циклінің жұмысы
V2 V3
V1 V4

=
екенін дәлелдейік. Адиабаталық ұлғаю үшін (2 -- 3-процестер)
p2Vγ2=p3Vγ3. Бұл адиабаталық процесті сипаттайтын Пуассон теңдеуі Адиабаталық сығылу үшін (4 -- 1) р Vγ1 = Р4 Vγ4. Бұл да Пуассон теңдеуі. Соңғы екі теңдеуді бір-біріне бөлсек,

p2Vγ2 p3Vγ3
p1Vγ1 p4Vγ4

=
(1)
p2 V1
p1 V2

Изотермалық ұлғаю үшін (1 -- 2) р1V1 = р2V2 (Бойль -- Мариотт заңы) орындалады, яғни =
(2)
Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 13

Изотермалык сығылу үшін (3 -- 4) р3V3 =р4V4 (Бойль -- Мариотт зады), яғни
=
p3 V4
p4 V3

(3) =
V γ-12 V γ-13
V γ-11 V γ-14

(2) және (3) формулаларын (1)-ге қойсақ, онда , яғни
=
V2 V3
V1 V4

V2
V1

аламыз. Сонда бір моль газ үшін Карноның бір циклінің жұмысы
А = R(Т1 - Т2) ln болады. Карно циклінің пайдалы әрекет коэффициенті

немесе

Жылу машинасының максимал ПӘК-ін алудың екі жолы бар: біріншісі, қыздырғыштың өте жоғары температурасын алу, бірақ бұл мүмкін емес, себебі ешқандай цилиндр мұндай температураға шыдамайды, балқып кетеді; екіншісі, тоңазытқыштың температурасын абсолют нөлге жуықтату. Бұл үшін қосымша энергия жұмсау қажет. Бірақ абсолют нөлге жету мүмкін емес.

Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 14

2. Есептеу бөлімі
2.1. Материалдық баланс
300K
900K

Идеал жылу машинасының да ПӘК-і әрқашанда бірден кіші. Реал жылу машиналары үшін ең қонымды тоңазытқыштар атмосфералық ауа мен 300 К шамалас температурадағы су болып табылады. Сонда егер температурасы 900 К қыздырғышты пайдаланатын болсақ, онда ПӨК-і η = l - = 0,67, яғни η = 67% болады.

Бұл идеал жағдайда, ал реал жағдайда жылу машиналарының ПӘК-і шамамен 45%.
(5.27) формуланы талдай отырып, Карно мынадай қорытындыға келді:
Тl және Т2 температуралар (Тl -- қыздырғыштың температурасы, ал Т2 -- тоңазытқыштың температурасы) аралығында жұмыс істейтін кез келген жылу машинасының ПӘК і осы температуралар аралығында екі изотерма мен екі адиабатадан тұратын цикл бойынша жұмыс істейтін идеал жылу машинасының ПӘК-інен артық бола алмайды.
Карно циклінің ПӘК-і тек қыздырғыш пен тоңазытқыштың температураларымен анықталады және жұмыс денесіне, қозғалтқыштың конфигурациясына (құрылымына) тәуелсіз.
Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 15

V2
V1

Жылу машиналарының түрлері және қолданылуы. Жылу қозғалтқыштарын дамытуда адамзат аса қомақты жұмыс атқарды. Осы күнгі жылу қозғалтқыштарының ПӘК-і 8 -- 12% болатын алғашқы жылу машиналарынан айырмашылығы жер мен көктей. Мысалы, осы заманғы бу машиналарының ПӘК-і 9%-дан аспайды. Бу машинасының орнына жұмысқа ыңғайльі әрі ПӘК-і жоғары іштен жанатын қозғалтқыштар келді. Отынның жаңа түрлері алынғаннан кейін (бензин мен керосин) карбюраторлы қозғалтқыш ойлап табылды, оның цилиндрінде бензин мен ауа қоспасы пайда болады да, жанғыш қоспа жану кезінде жұмыс денесіне жылу беріп, оның ішкі энергиясын арттыра түседі. Іштен жанатын поршеньді
қозғалтқыштар үшін отынның толық жануын сипаттайтын әрі ПӘК-іне күшті әрекет ететін аса маңызды сипаттама жанғыш қоспаның сығылу дәрежесі болып табылады: ε = мұндағы V2 және Vl -- сығылудың басындағы және соңындағы көлемдер. Сығылу дәрежесі жоғарылаған сайын сығылу тактісінің ақырында жанғыш коспаның бастапқы температурасы артады да бұл қоспаның толығырақ жануына ықпалын тигізеді. Осы күнгі карбюраторлық қозғалтқыштарда ε ≈ 8. Сығылу дәрежесін одан әрі арттыруға детонация (өздігінен жану) мүмкіндік бермейді. Бұл қозғалтқыштың цилиндріне кері әсер етеді және қозғалтқыштардың қуатын және ПӘК-ін төмендетеді. Мұнымен күресу үшін бензинге антидетонациялық қоспалар қосады. Іштен жану қозғалтқыштарының ПӘК-ін одан әрі жоғарылату мақсатында 1892 ж, неміс инженері Р. Дизель жұмыс денесінің сығылу дәрежесін одан әрі көтеруді және тұрақты қысым кезінде ұлғайтуды ұсынды. Дизельді қозғалтқышта сығылудың жоғары дәрежесі жанғыш қоспаны емес, ауаны сығу арқылы іске асырылады. Сығылу тактісі аяқталар мезетте цилиндрге жанғыш зат (отын) бүркіледі, оны жандыруға арнаулы қондырғы қажет емес (мұның рөлін карбюраторлық қозғалтқышта тұтатқыш шырақ атқарады), себебі адиабаталық сығылу кезінде цилиндрдегі температура 600 -- 700 С-қа жетеді. Отынның жануына бұл әбден жеткілікті. Қазіргі дизельді қозғалтқыштардың сығылу дөрежесі ε ≈ 16 -- 21,ПӘК-і 40% шамасында.Осы күнгі дизель қозғалтқыштары әлсіз қоспалармен жұмыс істейді, ал бұл отынның толық жануына және шығарылатын зиянды газды заттардың аз болуына жол ашады. Дизель қозғалтқыштары карбюраторлық қозғалтқыштарға қарағанда қуаттырақ.

Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 16

2.2. Жылу балансы
Қазіргі кезде инженерлер бу турбиналарына қайта оралды, себебі оларды қызықтыратын нәрсе -- қондырғының және оның жұмыс істеу принципінің қарапайымдылығы, сонымен қатар жұмыс денесі ретінде су буының пайдаланылуы. Бұл саладағы жұмыстар бу турбинасының ПӘК-ін 40%-ға дейін жеткізді. Бу турбиналары конденсациялық электростанцияларда, су транспорттарында кең қолданылады.
Турбинасы бар жылу машинасында қазан мен отын жақкышты, отын жағуды жұмыстық денемен біріктіру идеясы ақыры газ турбиналарын жасауға алып келді. Мұңда үлкен көлемді бу қазандары мен бу турбиналары жоқ, сонымен қатар поршеньдер де, ілгерілемелі-қайтымды қозғалысты айналмалы қозғалысқа айналдыратын механизмдер де жоқ. Сондықтан газ турбиналық қозғалтқыштар қуаты дәл осындай дизелъ қозғалтқыштарына қарағанда үш еседей аз орын алады. Ықшам, қуатты газ турбиналық қозғалтқыштар авиацияда және су қатынасында қолдануға қолайлы.
Газ турбинасын реактивтік қозғалтқыш ретінде де қолдануға болады, себебі ауа және жану өнімдері одан аса үлкен жылдамдықпен ытқып шығады, сөйтіп үлкен реактивтік тарту күшін тудырады. Сондықтан мұндай реактивтік қозғалтқыштар ұшақтарда және теплоходтарда қолданылады. Реактивтік қозғалтқыштарды турбореактивті және турбобұрандалы қозғалтқыштар деп бөледі.
Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 17

Жылу қозғалтқыштары шаруашылық салаларында кеңінен қолданылады. Жылу қозғалтқыштарының түрлерін атап өтудің өзі қыруар жұмыс. Миллиондаған автомобильдер, мотоциклдер, тепловоздарсыз өмірді көзге елестету мүмкін емес. Ұшақтар мен тікұшақтарда да түрліше жылу қозғалтқыштары қойылған (поршеньдік, турбореактивтік және турбобұрандалы және т.б.). Ауыл шаруашылық техникасы (тракторлар, комбайндар және т.б.) түгелінен дерлік жылу қозғалтқыштарымен жұмыс істейді. Реактивтік қозғалтқыштарсыз космонавтика да болмаған болар еді. Жылу электр станцияларында да жылу машиналары қолданылады.
Жылу машиналарында отынның жануы кезінде оттектің өте үлкен мөлшері пайдаланылатыны түсінікті. Ғалымдардың есептеулері бойынша түрліше отындардың жануына өсімдіктер шығаратын оттектің 10-ынан 30%-ына дейін шығындалады екен. Сонымен қатар жылу қозғалтқыштары жұмыс уақытында қоршаған ортаға көмірқышқыл газын және басқа да зиянды заттарды шығарып жатады. Ауа жану өнімдерімен, күлмен, күйемен
зияндалады. Қазіргі кезде жыл сайын атмосфераға 220 -- 250 млн т күл және 60 млн т күкірт тотығы (SO2) шығарылады.
Қала халқы автомобиль қозғалтқыштарының шығаратын газынан түншығу үстінде. Жылу қозғалтқыштарының мұндай зиянды әсерімен күрес жүргізілуде. Мемлекеттердің негізгі мақсаты зиянды заттарды атмосфераға жібермеу болып отыр. Жылу станциялары мен жылу орталықтарында газ тазартқыштар және шаң ұстағыш қондырғылар қойылады. Үлкен өндіріс орындарын сыртқа шығарып, олардың төңірегіне ағаштар отырғызылуда.
Автомобиль қозғалтқыштарының шығаратын газдарымен де күрес жүргізілуде. Құрастырушылар (конструкторлар) автомобиль қозғалтқыштарын жетілдірілген сүзгіштермен қамтамасыз етуде, газтурбиналық және роторлық қозғалтқыштардың жаңа түрлерін ойластыруда. Сутекті қозғалтқыштар жасау бағытында да жұмыстар жүргізіліп жатыр, олардың жану өнімдері қарапайым су болады.
Электромобильдер жасалып, кең қолданыс табуда және олар жетілдірілуде. Көптеген елдердің ғалымдары осы мәселеге ден қоюда.
Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 18

Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні

Барлық термодинамикалық процестер жылулық процестер үшін энергияның айналу және сақталу заңы болып табылатын термодинамиканың бірінші заңына бағынады. Бірақ бұл заң процестердің өту бағытын анықтамайды. Ол термодинамикалық жүйе жасайтын жұмыс пен жылу мөлшері және жүйенің ішкі энергиясы арасындағы сандық қатынасты анықтайды. Термодинамиканын бірінші заңына сәйкес энергия мөлшері өзгеріссіз қалатын кез келген процесс болуы мүмкін. Мысалы, температурасы сәйкесінше Тl жөне Т2 болатын екі денені жанастырсақ, денелер арасында жылулық тепе-теңдік орнайды, яғни энергияның бір бөлігі температурасы жоғары денеден температурасы төмен денеге өтеді. Егер жүйенің толық энергиясы сақталса, онда температурасы төмен денеден температурасы жоғары денеге жылудың берілуін термодинамиканың бірінші заңы теріске шығармайды. Күнделікті өмірде жылудың өздігінен ыстық
денеден салқын денеге ғана берілетіні, яғни тек бір бағытта өтетіні белгілі. Дәл осылай иіс судың иісі бөлмеге таралып кеткен соң қайтадан ыдысына жиналмайды.
Жоғарыдан құлаған тастың потенциалдық энергиясы кинетикалық энергияға айналады да, жерге құлаған соң ол энергия тастың және оны қоршаған денелердің ішкі энергиясына айналады. Тасты қоршаған ортаның өз энергиясын тасқа беріп, нәтижесінде тастың жоғары көтерілуінің мүмкіндігін термодинамиканың бірінші заңы шектемейді. Бірақ мұндай жағдайды біз байқаған емеспіз. Демек, біз процестердің қайтымсыз екеніне көз жеткіздік.
Термодинамиканың екінші заңының бірнеше тұжырымдамасы бар. Клаузиус тұжырымдамасы: жылу өздігінен ыстық денеден суық денеге
беріледі.
Кельвин тұжырымдамасы: салқын жүйеден жылу алып, оны жұмысқа айналдыратын машина жасау мүмкін емес.
Кельвиннің айтуы бойынша, жекелеген жүйені сол жүйенің температурасынан суыту арқылы үздіксіз жұмыс жасау мүмкін емес.
Карноның қорытындысын жалпылай келіп, Кельвин мынадай тұжырымдама жасады: бір ғана жылу көзінен алынған жылу мөлшерінің есебіен периодты жұмыс істейтін жылу машинасын жасау мүмкін емес, яғни екінші ретті мәңгі қозғалтқыштың болуы мүмкін емес.
Екінші ретті қозғалтқыш дегеніміз - бір ғана резервуардан алынған жылуды толығымен жұмысқа айналдыратын машина. Оны жасау мүмкін емес.
Орындаған: Досалина Қ. Беті
Қабылдаған: Құдабаева ЛЖ 3925. 873к 08.
Өзгертіл. № Құжат Қол күні 19

Жылу қозғалтқыштарының ПӘК-ін төмендегі формулалармен анықтайтынын білеміз:

T1-T2
T1
Q1-Q2
Q1
а) η0 = нақты жылу машиналары үшін; T1-T2
T1
T2
T1
Q2
Q1
Q1-Q2
Q1
ө) η0 = идеал жылу машиналары үшін η η0 екені белгілі. Кері процестер кезінде ғана ПӘК бірдей болады. Кері процестер табиғатта кездеспейді. Осыны ескерсек, немесе
Бұл термодинамиканың екінші заңының математикалық өрнегі. Енді реалды жылу машинасының ПӘК-нің формуласы қайтымды процестер үшін мына түрге келеді:
Q1-Q2
Q1
T2
T1
Q2
Q1
T1-T2
T1
η = немесе

Қайтымды процестер табиғатта кездеспейді.
T1-T2.
T1
Жұмыс жасалмайтын термодинамикалық процесті қарастырайық. Осы жағдайда Аn = 0 және η = 0 немесе 0 Бұл T1 - T2 0,
яғни T1 Т2 жағдайында мүмкін болады. Осылайша біз Клаузиус тұжырымдамасын алдық: жылу берілу ыстық денеден салқын дене бағытында ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Каталитикалық крекингтің механизмі, химизімі және кинетикасының негіздері
Бензин өндіру процесінің қазіргі экологиялық мәселелері және оның шешу жолдары
2010-2012 жылдары аралығында атмосфералық жауын-шашынның химиялық құрамының өзгеруі
Табиғи, ілеспе газдар және оларды өңдеу мен тазалау әдістері
Дағдарыс жағдайында мұнай өнімдері нарығының жағдайы мен даму болашағын талдау
Химия мамандығы бойынша phd докторантураға түсушілерге арналған материал
Вакуумда мұнайды айдау
Өнеркәсіп кешендері
Мұнай химиясында және мұнайды қайта өңдеудегі сутегінің рөлі
Мұнайдың ректификациясы
Пәндер